Analysis of each branch current of serial solar cells by using an equivalent circuit model

In this paper,based on the equivalent single diode circuit model of the solar cell,an equivalent circuit diagram for two serial solar cells is drawn.Its equations of current and voltage are derived from Kirchhoff’s current and voltage law.First,parameters are obtained from the I–V(current–voltage)curves for typical monocrystalline silicon solar cells(125 mm×125 mm).Then,by regarding photo-generated current,shunt resistance,serial resistance of the first solar cell,and resistance load as the variables.The properties of shunt currents(Ish1and Ish2),diode currents(ID1and ID2),and load current(IL)for the whole two serial solar cells are numerically analyzed in these four cases for the first time,and the corresponding physical explanations are made.We find that these parameters have different influences on the internal currents of solar cells.Our results will provide a reference for developing higher efficiency solar cell module and contribute to the better understanding of the reason of efficiency loss of solar cell module.     

硅片及其太阳电池的光衰规律研究

采用氙灯模拟太阳光源,将光强调至1000 W/m2,研究常规太阳能级单晶硅片、多晶硅片和物理提纯硅片的原片、去损减薄片、热氧化钝化片、双面镀氮化硅(SiN x:H)膜钝化片、碘酒钝化片以及太阳电池的光衰规律.利用WT-2000少子寿命测试仪以及太阳电池I-V特性测试仪分别对硅片的少子寿命和太阳电池的I-V特性参数随光照时间的变化进行了测试.结果表明:所有硅片以及太阳电池在光照的最初60 min内衰减很快随后衰减变慢,180 min之后光衰速率变得很小,几乎趋于零.     

选择性发射极晶体硅太阳电池的二维器件模拟及性能优化

利用PC2D二维模拟软件对选择性发射极晶体硅太阳电池(SE电池)进行了器件模拟和参数优化的研究.在对丝网印刷磷浆法制备的SE电池的实测典型电流-电压曲线实现完美拟合的基础上,全面系统地研究了栅线、基区、选择性发射区和背表面场层等的参数对电池性能的影响.模拟表明:基区少子寿命、前表面复合速度和背表面复合速度是对电池效率影响幅度最大的三个参数.在所研究的参数范围内,当基区少子寿命从50μs上升到600μs时,电池效率从18.53%上升到19.27%.低的前表面复合速度是使发射区方块电阻配比优化有意义的前提.要取得理想的电池效率,背表面复合速度需控制在500 cm/s以下.此外,对于不同的前表面复合速度,电池效率的最大值总是在50—90Ω/□的重掺区方阻、110—180Ω/□的轻掺区方阻的范围内取得.对不同的栅线数目,重掺区宽度与栅线间距之比为32%时,电池的效率最高.另外,在主栅结构保持较低面积比率的前提下,主栅数目的增加也可提高效率.最后,通过优化p型SE电池的效率可达到20.45%.     

基于胶体晶体刻蚀构筑含金纳米碗的柱状结构阵列

以二氧化硅微球为掩板,利用各向异性等离子体刻蚀技术对光固化树脂薄膜进行选择性刻蚀,制备出微纳级的顶端带凹陷的柱状结构.在材料表面蒸镀一层金后,得到微纳米级柱顶端带有金纳米碗的特殊结构.通过调整刻蚀时间可以改变光固化树脂薄膜表面的柱状结构的高度.随着柱状结构高度的增加,材料的特征峰从500 nm红移至760 nm.运用时域有限差分(FDTD)方法对这种含贵金属结构的电场分布进行模拟,发现在金纳米碗状结构的边缘处存在高强度的电场,这是材料特征峰产生的原因.这种由材料表面结构变化导致材料在光谱中特征峰迁移的现象在传感、光通讯及小型化光学器件和药物筛选等领域具有潜在应用的价值.     

脉冲宽度法测电容及恒流源的选取

阐述了脉冲宽度法测电容的原理，给出了用运算放大器构成精密恒流源的2种电路，简要介绍了Uref的确定方法．